Содержание

Как проверить датчики Холла в мотор-колесе электросамоката?

   

В электросамокатах установлены датчики магнитного поля – датчики Холла. Ими оснащена ручка акселератора и мотор-колесо. Они надежны, рассчитаны на критические условия работы и выходят из строя чаще при нарушении требований по эксплуатации транспортного средства. Но при поломке этих деталей возникают серьезные проблемы с функционированием мотора. Чтобы это диагностировать, требуется знать причины неисправности.

Причины выхода из строя устройств и методы диагностирования

Причины неисправности датчиков Холла в электросамокате:

  • Перегревание двигателя выше +150 ℃-+180 ℃;

  • Механические воздействия, приводящие к повреждениям;

  • Перепады напряжения;

  • Влага попала в электродвигатель, ручку акселератора в следствии эксплуатации в дождь, мойки под давлением;

  • Замыкание управляющих проводов с силовыми в мотор-колесе;

  • Короткое замыкание на массу.

Поломка сопровождается характерным подергиванием при старте, когда поворачивается ручка газа.

Диагностировать поломку можно с помощью вольтметра или тестера. Последний прибор способен выявлять имеющиеся дефекты, диагностировать состояние обмотки, устройств положения. Им также можно провести проверку фазового угла, корректность переключения фаз.

Диагностирование ручки газа

Контроллер соединен с ручкой газа тремя проводами:

  • Черный – нулевой;

  • Красный – напряжение 5 В;

  • Зеленый – управление сигналом, который подается на контроллер.

Проверка работоспособности агрегатов выполняется путем измерения напряжения вольтметром на красном проводе. Сюда подключается плюс прибора. Минус выводится на черный провод. Возможны два результата диагностики:

  • Напряжения в 5 В в сети нет – неполадка в другом месте.

  • Подача напряжения идет, но если ручку плавно поворачивать, то на зеленом проводе напряжение отсутствует.

В первом случае неисправность стоит искать в контроллере. На него может не поступать питание. Также вероятен обрыв электропроводки, которая идет от контроллера к ручке газа.

Во втором случае неисправен один из приборов Холла. Проблема может заключаться в проводах, подсоединенных к прибору. Неисправные детали необходимо заменить.

Проверка деталей в МК

Часто возникает вопрос, как проверить датчики Холла в мотор-колесе? Для этого можно опять воспользоваться вольтметром или диагностическим тестером. Этапы диагностики:

  1. Подключается тестер или подается напряжение в 5 В.

  2. Ось мотора вращается с отслеживанием напряжения на сигнальной ноге.

  3. При снятии крышки проверяется внешний вид обмоток. Если они сгорели, то ремонт мотора невозможен. Он подлежит замене.

  4. Обмотки в порядке, дольше проверяются провода, ведущие к устройствам.

Электропроводка чаще повреждается в месте выхода из оси МК.

Замена неисправных деталей

Если вы смогли проверить датчики Холла не разбирая колесо и выявили неисправность, то детали нужно менять на новые. Последовательность работ по замене датчиков:

  • Мотор-колесо открывается. Для этого можно воспользоваться стамеской.

  • Из статора выдавливается ротор.

  • Детали извлекают из паза в статоре.

  • Затем удаляют остатки компонентов и клея.

  • Место установки зачищают, устанавливают новые элементы.

  • Контакты припаивают, изолируют.

Датчики фиксируют при помощи эпоксидной смолы, клея, лака. По окончании ремонта проверяют работоспособность самоката.

Диагностику и ремонт датчиков Холла в ручке газа, мотор-колесе вы можете доверить специалистам компании «Вилбокс». Их сайт — https://vilbox.ru/.

Другие новости по теме:

Самостоятельная замена датчиков холла

Датчики магнитного поля на эффекте Холла (ДХ) в электротранспорте присутствуют в мотор-колесе (SS41) и в ручке акселератора (SS49E).

Сами по себе датчики никогда не выходят из строя, так как рассчитаны на критические температуры, но могут перестать работать по причине нарушения правил эксплуатации. Так, для ручек акселератора причиной может стать попадание воды вовнутрь: использование транспортного средства в проливной дождь, мойка электровелосипеда под напором из шланга. Описывать замену этих ДХ нет смысла, так как там нет ничего сложного. Раскрутив винтик и вытянув круг лепестка из пазов, Вы доберетесь до желаемого.

Заказать датчик холла SS41 (для мотор-колеса) Заказать датчик холла SS49 (для ручки газа)

В мотор-колесе (МК) датчики Холла выходят из строя через замыкание силовых проводов с управляющими или по причине короткого замыкания на массу. Это может случиться в результате повреждения провода, чаще всего в месте выхода его из оси мотор-колеса (при падениях на электровелосипеде или из-за проворота МК в дропаутах вилки).

Вторая причина неисправности – это попадание воды вовнутрь мотор-колеса. Но это мало вероятно, так как крышки мотора загерметизированы (если только их не корректно загерметизировали повторно при вскрытии).

Отвинчиваем болты

Снимаем крышку с помощью стамески

Постукивание по оси мотора помогает снять крышку

Вот несколько важных советов как избежать ошибок, которые возникают по неопытности первого вскрытия мотор-колеса.

1. Если хотите аккуратно и эффективно открыть МК, воспользуйтесь стамеской, подсовывая ее под крышку и легонько подбивая молотком. Очень важно, чтобы стамеска не нырнула вовнутрь(!), так как есть большая вероятность повреждения обмотки МК, что может повлечь за собой существенные затраты на перемотку.

Совет. Если крышка мотор-колеса туго снимается или вообще застряла на оси, постучите по торцу оси мотора с той стороны, где застряла крышка.

2. Для того, чтобы добраться до датчиков Холла, необходимо выдавить ротор мотора из статора. Для этого, держась за статор, уприте МК осью, которая без провода, о что-нибудь твердое и сильно надавите. Выдавив и не отпуская руку со статора, другой рукой заберите ротор. (Внимание! Неодимовые электромагниты на столько сильны, что могут вернуть статор в исходное положение, зажав Вам пальцы.) После того, как сердцевина мотора будет выдавлена, перед Вами откроется вся картина датчиков Холла в статоре. Вытянуть их можно, подковырнув и выдавив с обратной стороны. Засовывая в пазы новые датчики, проклейте их лаком для надежной фиксации.

Обеими руками берем за ротор

Выдавливаем статор нажимая на ротор

Придерживаем статор

Расположение датчиков в статоре

Аккуратно достаем датчик

Перед сборкой наносим небольшой слой силикона на крышку

Совет: После того, как замените ДХ, прозвоните мотор-колесо тестером. Если тестера нет, подключите МК и проверьте его на исправность. После этого можете загерметизировать крышки силиконом и затягивать все болты.

Инструменты и материалы, которые Вам понадобятся для вскрытия МК и замены датчиков Холла:
шестигранник, стамеска, молоток, канцелярский нож, паяльник, термоусадка, герметик, лак

Копирование информации разрешено только с размещением активной ссылки на сайт electra. com.ua


Поделиться

Датчик Холла и его роль в контроллере двигателя

Датчики Холла: предоставление сенсорных входов, без которых контроллеры двигателей не могут работать

Датчик Холла — это широко используемый датчик, который обеспечивает обратную связь о положении ротора с контроллером двигателя. Давайте разберемся со значением этого датчика в системе управления автомобильным двигателем.

A Система управления двигателем BLDC представляет собой сложную схему, в которой несколько компонентов работают в тандеме, чтобы заставить двигатель двигаться желаемым образом. Эффективность, долговечность и производительность — это атрибуты, которые больше всего беспокоят инженеров при разработке такой системы.

В то время как магниты и катушки заботятся об электрическом аспекте, микроконтроллер действует как мозг, приводящий в движение двигатель. Но даже самый острый мозг нуждается в сенсорной информации.

Здесь большое значение имеют два сенсорных входа: Скорость и Положение . Давайте разберемся с ними в контексте коммутации двигателя.

Этот пример демонстрирует важность датчика Холла в приложении для управления автомобильным двигателем.

Важность датчиков Холла в решениях по управлению автомобильным двигателем можно наблюдать в системах рулевого управления с электроусилителем (EPS). В системе EPS небольшой электродвигатель помогает водителю поворачивать рулевое колесо, облегчая маневрирование автомобилем на низких скоростях.

Для обеспечения точного управления электродвигателем используются датчики Холла, определяющие положение рулевого колеса и ротора двигателя. Эти датчики обеспечивают обратную связь с контроллером двигателя, который регулирует мощность, подаваемую на двигатель, в зависимости от действий водителя и положения рулевого колеса.

Без датчиков Холла контроллер мотора не смог бы точно определить положение рулевого колеса или ротора, что могло бы привести к нестабильности или неустойчивости.

Коммутация — это процесс переключения тока в фазах двигателя для облегчения вращения двигателя.

В щеточных двигателях щетки контактируют с коллектором и переключают ток для движения двигателей. Двигатели BLDC не имеют щеток; таким образом, они должны приводиться в движение электронным способом с помощью системы управления двигателем.

Контроллер двигателя BLDC подает прямоугольные сигналы (напряжение) на магниты ротора и создает магнитное поле, которое приводит двигатель в движение.

Важность скорости и положения ротора при коммутации двигателя:

Коммутация в двигателе постоянного тока представляет собой 6-этапный процесс . Трехфазный Н-мост используется для создания 6 векторов потока , каждый из которых вызывает поворот двигателя на 60 градусов (соответствует следующему положению), таким образом совершая полный оборот на 360 градусов.

  • Чтобы двигатель двигался, контроллер двигателя посылает ток через катушку статора. Это создает магнитное поле, которое, в свою очередь, создает крутящий момент на роторе (постоянный магнит). В результате ротор начинает двигаться.
  • Теперь, если ротор приблизится к движущему его магнитному полю, ротор будет стремиться остановиться из-за изменения полярности. В этот момент магнитное поле начнет притягивать ротор и остановит движение. Чтобы этого избежать, система управления двигателем переключает ток, подаваемый на статор, и создается новое магнитное поле, а ротор продолжает свое движение. Таким образом, процесс коммутации сводится к переключению тока в точке 9.0007 правильный экземпляр.
  • Понятие скорости и положения появляется на картинке, поскольку этот «правильный экземпляр» должен ощущаться, когда он прибывает.
  • Датчик необходим для обратной связи с системой управления двигателем, указывающей, когда ротор достиг нужного положения. Если коммутация выполняется быстрее или медленнее, чем скорость ротора, магниты выходят из синхронизации с магнитным полем статора. Это заставляет ротор вибрировать и останавливаться вместо того, чтобы вращаться.
  • После одной коммутации необходимо определить положение ротора относительно статора, чтобы можно было инициировать следующую коммутацию. И, следовательно, определение положения также является важным параметром.

Существует множество типов датчиков, используемых в производстве электродвигателей, таких как энкодеры, переключатели и потенциометры. Однако наиболее широко используемым и развернутым датчиком является датчик Холла .

В следующих разделах мы подробно поговорим о датчике Холла и его роли в системе управления двигателем.

Что такое датчик Холла?

Датчик на эффекте Холла представляет собой преобразователь, основанный на принципе эффекта Холла.

Эффект получения измеряемого напряжения, когда проводник или полупроводник с током, текущим в одном направлении, вводится перпендикулярно магнитному полю, называется эффектом Холла.

Проще говоря, напряжение возникает на электрическом проводнике, когда к нему прикладывается магнитное поле в направлении, перпендикулярном протеканию тока.

Датчик Холла представляет собой полупроводниковое устройство, использующее этот принцип для определения положения, скорости и различных других параметров, необходимых для эффективной работы двигателя BLDC.

Увеличенный вид датчика Холла

Через полосу Холла постоянно протекает небольшой ток. Как уже упоминалось, переменное поле от этого магнита ротора будет создавать напряжение на полосе Холла. Затем напряжение подается на цифровую схему (показана на диаграмме выше), которая, в свою очередь, выдает цифровой сигнал в виде выходного сигнала датчика Холла.

Как работает датчик Холла в двигателе с бесконтактным двигателем постоянного тока

Как правило, двигатель с бесконтактным двигателем имеет три датчика Холла, установленных на роторе или статоре. Эти датчики Холла расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга, обеспечивая угловое положение от 0 до 360 градусов.

Когда эти датчики Холла вступают в контакт с магнитным полем ротора, они генерируют соответствующие цифровые импульсы с единицами и 0, как показано на диаграмме ниже.

За шесть шагов эти датчики Холла могут определить положение двигателя (угол). На диаграмме прямоугольные формы сигналов демонстрируют положительный и отрицательный импульсы, генерируемые под соответствующим углом всеми тремя датчиками на эффекте Холла — A, B и C.

На соответствующем графике также показано, как одна коммутация завершается за 6 шагов, когда угол достигает 360 градусов.

 

Следующее объяснение внесет больше ясности.

Когда магнит ротора пересекает один из датчиков, он выдает низкий или высокий сигнал в зависимости от того, прошел ли северный или южный полюс ротора. Когда ротор пересекает все три датчика, эти датчики переключаются между низким и высоким уровнем, таким образом выдавая положение ротора каждые 60 градусов.

На приведенной ниже схеме показан типичный контроллер двигателя BLDC. Три линии, идущие от двигателя к контроллеру, изображают сигнал, посылаемый тремя датчиками Холла.

Датчик Холла способен различать положительные и отрицательные заряды, движущиеся в противоположном направлении. Магнитное поле, обнаруженное датчиком Холла, преобразуется в подходящий аналоговый или цифровой сигнал, который может считываться электронной системой, обычно системой управления двигателем.

Ниже показана таблица истинности, полученная на основе показаний трех датчиков Холла. Как видите, состояние транзистора H-моста зависит от сигнала, обнаруженного датчиком. Стрелка вниз показывает движение по часовой стрелке (CW), а стрелка вверх показывает движение против часовой стрелки (CCW).

Теперь, когда у нас есть таблица истинности и график, можно легко рассчитать угол (положение) и скорость ротора.

Преимущества использования датчика Холла в контроллере двигателя постоянного тока BLDC

  • Датчик Холла представляет собой очень простое устройство, состоящее из магнитов, поэтому оно очень экономично для систем управления двигателем.
  • По той же причине эти датчики легко внедрить в передовые системы управления двигателем для электромобилей и другие автомобильные решения.
  • Большинство двигателей BLDC оснащены этими датчиками.

    • Датчики Холла

  • в основном невосприимчивы к условиям окружающей среды, таким как влажность, температура, пыль и вибрация.

Как датчики на эффекте Холла улучшают характеристики электромобиля

В то время как двигатели внутреннего сгорания имеют вспомогательные системы, работающие от электродвигателей, такие как ABS и электрические стеклоподъемники, сама трансмиссия электромобиля работает от двигателей. В таком случае датчики на эффекте Холла становятся все более важными, поскольку их точность напрямую влияет на производительность электромобиля.

Использование датчиков Холла в электромобилях позволяет точно отслеживать и контролировать скорость и положение двигателя, что, в свою очередь, позволяет транспортному средству работать эффективно и надежно. Например, датчик позволяет автомобилю точно контролировать выходной крутящий момент двигателя, что необходимо для поддержания устойчивости автомобиля и контроля тяги.

Датчик Холла также играет определенную роль в рекуперативном торможении, которое является ключевой особенностью электромобилей. Это позволяет им восстанавливать энергию во время торможения и сохранять ее в аккумуляторе для последующего использования. Это не только повышает общую энергоэффективность автомобиля, но и увеличивает запас хода автомобиля, что является УТП любой модели электромобиля.

Кроме того, датчик Холла также играет роль в обеспечении безопасности электромобилей. Отслеживая положение колес и других компонентов, датчик может обнаружить любые потенциальные проблемы или неисправности в системе. Дайвер может быть предупрежден вовремя, и могут быть предприняты корректирующие действия для предотвращения несчастных случаев или повреждения транспортного средства.

Завершение

Многое происходит внутри системы управления двигателем BLDC. Есть алгоритм FOC, схемы H-Bridge, эффективная коммутация и многое другое. Среди множества компонентов внутри системы управления двигателем BLDC очень маленький и скромный датчик — датчик Холла — дает о себе знать.

Будучи экономичными и простыми в применении, эти датчики сделали современные решения управления двигателями постоянного тока более эффективными и удобными в использовании в автомобильной промышленности.

Посмотрите это место, чтобы узнать о других подобных компонентах, которые играют жизненно важную роль в контроллере двигателя BLDC.

мотор-редуктор скутера — размещение датчика Холла

теф
1 Вт